桥梁墩柱模板施工事故原因分析及预防措施
宋小三
（中铁大桥局股份有限公司 武汉 430050）
摘要：主要介绍了几个桥梁墩柱施工模板发生爆模、倾倒和坍塌等事故实例，对墩柱模板类型及其优缺点进行了阐述，对墩柱模板发生爆模、倾倒和坍塌等事故的原因进行了分析，并提出了详尽的预防措施。
关键词： 桥梁 墩柱模板 事故 原因分析 预防措施
1 概述
最近几年公路和铁路桥梁施工墩柱时，频繁发生爆模、倾倒和坍塌等事故，如：茂湛铁路某特大桥，在浇筑该桥107#墩柱混凝土时发生模板爆裂事故，佛山顺德某特大桥在建2号桥墩模板发生倒塌事故，沪杭铁路客运专线某特大桥在建桥墩发生倒塌事故，贵广铁路某特大桥西引桥12#桥墩在墩柱浇注的过程中，由于墩柱模板发生爆模，造成该桥墩发生坍塌事故等。本文针对不同类型的模板优缺点和易发生安全事故的部位及原因进行详尽分析，并给出具体相应的预防措施。
有拉杆式墩柱模板坍塌事故照片
无拉杆式墩柱模板坍塌事故
2 桥梁墩柱模板类型
目前常用的墩柱模板类型：有拉杆式模板和无拉杆式模板，墩柱模板设置拉杆与否，与模板自身结构体系相关。若采用有拉杆模板，则墩柱模板可设计为面板加纵横肋组合结构，一般将横肋设置为主要受力构件，中间设置对拉杆，横肋形成多跨连续梁受力体系。而无拉杆模板则需要在模板外侧除设置必要的面板及纵横肋体系外，尚需设置桁架结构，以此来抵抗墩柱混凝土浇注过程中产生的侧压力。
2.1 有拉杆式模板
有拉杆式模板采用对拉杆作为模板的主要受力结构，对拉杆一般采用圆钢，受力较大的也有采用精轧螺纹粗钢筋的。墩柱模板可由钢面板、纵横肋（角钢、槽钢等）、对拉杆构成；或采用竹胶板、木肋、型钢组合纵肋、横肋、拉杆构成。墩柱模板设计时，一般采用一定模数的分块，特殊部位进行局部分块，方便加工和安装。相邻分块模板连接型钢设置螺栓孔进行螺栓连接，方便拆模和倒用。
对拉杆模板断面示意图
2.2 无拉杆式模板
无拉杆式模板采用钢板和型钢定型加工制作, 面板设竖肋和环肋, 模板外部采用桁架式结构和型钢结合进行加固, 通过外部的桁架和型钢形成一个封闭的箍圈, 从而使自身达到设计强度和刚度, 以满足施工和规范要求，也有的无拉杆模板不是完全取消拉杆, 而是取消了穿过墩柱混凝土本身的拉杆, 仅保留非穿墩拉杆。
无拉杆模板断面示意图
3 不同类型桥梁墩柱模板的优缺点
3.1有拉杆式模板
优点：结构简单，加工方便；模板自重较轻，吊装方便，一次性投入较少。
缺点：拉杆孔的设置, 带来了诸多问题，如：拉杆孔成型费时费工, 损坏了模板面板，导致模板使命寿命下降；模板安装时施工繁琐，而且穿拉杆过程中如遇无法避开的结构物模板上还需重新打孔；浇筑混凝土时, 拉杆孔处如处理不当还常常漏浆, 影响混凝土密实；拆模时, 拉杆不易取出，墩柱表面拉杆孔洞较多，后期处理繁琐，即使填补完成，拉杆孔的存在给混凝土表面质量带来缺陷；并且由于孔洞填补不密实造成混凝土内部的钢筋腐蚀，在一些对钢筋防腐有特殊要求的工程中不适用。
3.2无拉杆式模板
优点：无拉杆模板较拉杆式模板安装、调整及拆除都较方便，无脚手架，可操作性强，减少劳动量，可极大降低劳动强度，提高工效，缩短工期。无拉杆模板受力明确，经科学计算设计的外侧桁架具有足够的强度和刚度，设计承载力高，模板变形较小，可提高模板周转使用次数。施工后期省去外部拉杆孔道修饰工序，缩短了施工周期。不会造成混凝土表面色差等现象和因墩柱腹中有空洞而引起的钢筋腐蚀等情况发生，对于一些对钢筋防腐有特殊要
求的工程尤为适合。浇筑混凝土时，不易漏浆、易振实，浇出的混凝土外观质量好。
缺点：由于外设桁架，所以其自重较对拉杆模板重，吊装较为困难，桁架设计加工较复杂，一次投入较高。若墩柱横向宽度较大时，需设置预拱度以保证墩柱表面平整度符合规范要求。由于模板计算跨度较大，施工过程中需要考虑由变形而引起的漏浆。
4 墩柱模板事故原因分析
墩柱模板施工时爆模、倾倒和坍塌事故的原因除了个别的是大风等恶劣天气导致外（实际上还是对大风的防范措施，如拉设缆风不够），主要是模板安装和混凝土浇筑施工操作工艺问题，也有因设计时安全因素、设计参数、模板支撑基础等考虑不周的问题，发生事故的桥墩模板有有拉杆式模板，也有无拉杆式模板：
4.1有拉杆式模板
有拉杆式模板主要事故原因是拉杆问题：由于拉杆本身锈蚀、损伤不能满足设计要求；也有拉杆螺母少上、漏拧、少拧、没拧紧；还有混凝土浇筑速度过快，混凝土初凝时间过长，模板侧压力过大，超过设计计算产生的侧压力，导致拉杆破断爆模。
有拉杆式模板事故原因还有：模板间拼接螺栓少上、漏拧、少拧、没拧紧，混凝土浇筑时偏载或模板支撑处地基承载力不足导致的倾倒事故。
4.2无拉杆式模板
无拉杆式模板事故原因有：模板间拼接螺栓少上、漏拧、少拧、没拧紧；混凝土浇筑速度过快，混凝土初凝时间延长，模板侧压力过大，超过设计计算产生侧压力，导致拉杆破断爆模；混凝土浇筑时偏载产生或模板支撑处地基承载力不足导致的倾倒事故。
5 墩柱模板事故的预防措施
针对前面提到的模板事故原因，可采用以下预防措施，以防止发生模板安全事故：
5.1加强设计复核，从设计方面保证结构安全；在风速较大的地区还必须进行模板抗风稳定性计算。
5.2 做好现场施工技术安全管理工作，严格执行技术交底等各项规章制度等；
5.3 混凝土浇筑需做好以下事项：
(1) 混凝土浇筑前应检查支架、托架结构及模板、拉杆支护体系是否满足设计规范要求，并经验收签证，施工平台、脚手、栏杆、爬梯是否符合安全规定，各种设备是否正常并经试运转，确认无误后，方可开盘浇筑；
(2) 混凝土浇筑过程中应分别设置专人负责支架（托架）、模板、拉杆、钢筋等检查和
维护工作，且支架应对变形设置观测点进行跟踪观测，重要的、关键的支架构件还应设置应力测试元件进行应力检测；
(3) 进入模板和支架范围的输送管道，不得与支架、模板固定连接，应设置活动的抄垫物（如木方、圆木），避免泵送管的冲击造成支架或模板变位甚至垮塌；
(4) 混凝土浇筑过程中，应控制好浇筑速度和混凝土坍落度，既要保证混凝土每层浇筑的间隔时间不超过初凝时间（规范要求），同时应保证尚未初凝的混凝土侧压力不超过模板、拉杆的设计强度，尤其注意冬季施工时的混凝土初凝时间过长导致的模板侧压力过大问题；
(5) 混凝土应对称均匀浇筑，防止偏压造成不均匀沉降或坍塌；
5.4拉杆式模板的拉杆设计和施工注意事项：
（1）模板拉杆设计应综合考虑现场混凝土浇筑速度、坍落度、缓凝时间、振捣方法决定，并按1.5倍的安全系数配置，必要时可通过试验确定。现场应严格按照设计图纸进行施工，模板拉杆的数量、位置、规格不得随意更改，且拉杆头均应安装双螺帽；
（2）模板拉杆原则上不应接长，必须接长时，不得采取碰焊连接，应采取等强度焊接或机械连接；模板拉杆应选用合格的光圆钢筋（材质）制作，不得采用螺纹钢筋（材质）制作，当采用精轧螺纹钢筋作为拉杆时，应有防电弧、弯折的措施；
（3） 不得在拉杆上搭接电焊机回路线，也不得攀踏拉杆，利用预埋钢筋或结构钢筋进行拉杆连接时，均应采用焊接连接，其焊接接头应满足规范要求。
5.5较高的墩柱模板安装及混凝土浇筑过程中必须设置满足设计要求的缆风绳。
6 结语
本文针对目前桥梁墩柱模板施工中频繁发生的爆模、倾倒和坍塌等事故原因进行了分析，并提出了有针对性的预防措施，对今后桥梁墩柱模板施工及其他类似工程具有较强的指导意义。
桥梁墩柱模板施工事故原因分析及预防措施
宋小三
（中铁大桥局股份有限公司 武汉 430050）
摘要：主要介绍了几个桥梁墩柱施工模板发生爆模、倾倒和坍塌等事故实例，对墩柱模板类型及其优缺点进行了阐述，对墩柱模板发生爆模、倾倒和坍塌等事故的原因进行了分析，并提出了详尽的预防措施。
关键词： 桥梁 墩柱模板 事故 原因分析 预防措施
1 概述
最近几年公路和铁路桥梁施工墩柱时，频繁发生爆模、倾倒和坍塌等事故，如：茂湛铁路某特大桥，在浇筑该桥107#墩柱混凝土时发生模板爆裂事故，佛山顺德某特大桥在建2号桥墩模板发生倒塌事故，沪杭铁路客运专线某特大桥在建桥墩发生倒塌事故，贵广铁路某特大桥西引桥12#桥墩在墩柱浇注的过程中，由于墩柱模板发生爆模，造成该桥墩发生坍塌事故等。本文针对不同类型的模板优缺点和易发生安全事故的部位及原因进行详尽分析，并给出具体相应的预防措施。
有拉杆式墩柱模板坍塌事故照片
无拉杆式墩柱模板坍塌事故
2 桥梁墩柱模板类型
目前常用的墩柱模板类型：有拉杆式模板和无拉杆式模板，墩柱模板设置拉杆与否，与模板自身结构体系相关。若采用有拉杆模板，则墩柱模板可设计为面板加纵横肋组合结构，一般将横肋设置为主要受力构件，中间设置对拉杆，横肋形成多跨连续梁受力体系。而无拉杆模板则需要在模板外侧除设置必要的面板及纵横肋体系外，尚需设置桁架结构，以此来抵抗墩柱混凝土浇注过程中产生的侧压力。
2.1 有拉杆式模板
有拉杆式模板采用对拉杆作为模板的主要受力结构，对拉杆一般采用圆钢，受力较大的也有采用精轧螺纹粗钢筋的。墩柱模板可由钢面板、纵横肋（角钢、槽钢等）、对拉杆构成；或采用竹胶板、木肋、型钢组合纵肋、横肋、拉杆构成。墩柱模板设计时，一般采用一定模数的分块，特殊部位进行局部分块，方便加工和安装。相邻分块模板连接型钢设置螺栓孔进行螺栓连接，方便拆模和倒用。
对拉杆模板断面示意图
2.2 无拉杆式模板
无拉杆式模板采用钢板和型钢定型加工制作, 面板设竖肋和环肋, 模板外部采用桁架式结构和型钢结合进行加固, 通过外部的桁架和型钢形成一个封闭的箍圈, 从而使自身达到设计强度和刚度, 以满足施工和规范要求，也有的无拉杆模板不是完全取消拉杆, 而是取消了穿过墩柱混凝土本身的拉杆, 仅保留非穿墩拉杆。
无拉杆模板断面示意图
3 不同类型桥梁墩柱模板的优缺点
3.1有拉杆式模板
优点：结构简单，加工方便；模板自重较轻，吊装方便，一次性投入较少。
缺点：拉杆孔的设置, 带来了诸多问题，如：拉杆孔成型费时费工, 损坏了模板面板，导致模板使命寿命下降；模板安装时施工繁琐，而且穿拉杆过程中如遇无法避开的结构物模板上还需重新打孔；浇筑混凝土时, 拉杆孔处如处理不当还常常漏浆, 影响混凝土密实；拆模时, 拉杆不易取出，墩柱表面拉杆孔洞较多，后期处理繁琐，即使填补完成，拉杆孔的存在给混凝土表面质量带来缺陷；并且由于孔洞填补不密实造成混凝土内部的钢筋腐蚀，在一些对钢筋防腐有特殊要求的工程中不适用。
3.2无拉杆式模板
优点：无拉杆模板较拉杆式模板安装、调整及拆除都较方便，无脚手架，可操作性强，减少劳动量，可极大降低劳动强度，提高工效，缩短工期。无拉杆模板受力明确，经科学计算设计的外侧桁架具有足够的强度和刚度，设计承载力高，模板变形较小，可提高模板周转使用次数。施工后期省去外部拉杆孔道修饰工序，缩短了施工周期。不会造成混凝土表面色差等现象和因墩柱腹中有空洞而引起的钢筋腐蚀等情况发生，对于一些对钢筋防腐有特殊要
求的工程尤为适合。浇筑混凝土时，不易漏浆、易振实，浇出的混凝土外观质量好。
缺点：由于外设桁架，所以其自重较对拉杆模板重，吊装较为困难，桁架设计加工较复杂，一次投入较高。若墩柱横向宽度较大时，需设置预拱度以保证墩柱表面平整度符合规范要求。由于模板计算跨度较大，施工过程中需要考虑由变形而引起的漏浆。
4 墩柱模板事故原因分析
墩柱模板施工时爆模、倾倒和坍塌事故的原因除了个别的是大风等恶劣天气导致外（实际上还是对大风的防范措施，如拉设缆风不够），主要是模板安装和混凝土浇筑施工操作工艺问题，也有因设计时安全因素、设计参数、模板支撑基础等考虑不周的问题，发生事故的桥墩模板有有拉杆式模板，也有无拉杆式模板：
4.1有拉杆式模板
有拉杆式模板主要事故原因是拉杆问题：由于拉杆本身锈蚀、损伤不能满足设计要求；也有拉杆螺母少上、漏拧、少拧、没拧紧；还有混凝土浇筑速度过快，混凝土初凝时间过长，模板侧压力过大，超过设计计算产生的侧压力，导致拉杆破断爆模。
有拉杆式模板事故原因还有：模板间拼接螺栓少上、漏拧、少拧、没拧紧，混凝土浇筑时偏载或模板支撑处地基承载力不足导致的倾倒事故。
4.2无拉杆式模板
无拉杆式模板事故原因有：模板间拼接螺栓少上、漏拧、少拧、没拧紧；混凝土浇筑速度过快，混凝土初凝时间延长，模板侧压力过大，超过设计计算产生侧压力，导致拉杆破断爆模；混凝土浇筑时偏载产生或模板支撑处地基承载力不足导致的倾倒事故。
5 墩柱模板事故的预防措施
针对前面提到的模板事故原因，可采用以下预防措施，以防止发生模板安全事故：
5.1加强设计复核，从设计方面保证结构安全；在风速较大的地区还必须进行模板抗风稳定性计算。
5.2 做好现场施工技术安全管理工作，严格执行技术交底等各项规章制度等；
5.3 混凝土浇筑需做好以下事项：
(1) 混凝土浇筑前应检查支架、托架结构及模板、拉杆支护体系是否满足设计规范要求，并经验收签证，施工平台、脚手、栏杆、爬梯是否符合安全规定，各种设备是否正常并经试运转，确认无误后，方可开盘浇筑；
(2) 混凝土浇筑过程中应分别设置专人负责支架（托架）、模板、拉杆、钢筋等检查和
维护工作，且支架应对变形设置观测点进行跟踪观测，重要的、关键的支架构件还应设置应力测试元件进行应力检测；
(3) 进入模板和支架范围的输送管道，不得与支架、模板固定连接，应设置活动的抄垫物（如木方、圆木），避免泵送管的冲击造成支架或模板变位甚至垮塌；
(4) 混凝土浇筑过程中，应控制好浇筑速度和混凝土坍落度，既要保证混凝土每层浇筑的间隔时间不超过初凝时间（规范要求），同时应保证尚未初凝的混凝土侧压力不超过模板、拉杆的设计强度，尤其注意冬季施工时的混凝土初凝时间过长导致的模板侧压力过大问题；
(5) 混凝土应对称均匀浇筑，防止偏压造成不均匀沉降或坍塌；
5.4拉杆式模板的拉杆设计和施工注意事项：
（1）模板拉杆设计应综合考虑现场混凝土浇筑速度、坍落度、缓凝时间、振捣方法决定，并按1.5倍的安全系数配置，必要时可通过试验确定。现场应严格按照设计图纸进行施工，模板拉杆的数量、位置、规格不得随意更改，且拉杆头均应安装双螺帽；
（2）模板拉杆原则上不应接长，必须接长时，不得采取碰焊连接，应采取等强度焊接或机械连接；模板拉杆应选用合格的光圆钢筋（材质）制作，不得采用螺纹钢筋（材质）制作，当采用精轧螺纹钢筋作为拉杆时，应有防电弧、弯折的措施；
（3） 不得在拉杆上搭接电焊机回路线，也不得攀踏拉杆，利用预埋钢筋或结构钢筋进行拉杆连接时，均应采用焊接连接，其焊接接头应满足规范要求。
5.5较高的墩柱模板安装及混凝土浇筑过程中必须设置满足设计要求的缆风绳。
6 结语
本文针对目前桥梁墩柱模板施工中频繁发生的爆模、倾倒和坍塌等事故原因进行了分析，并提出了有针对性的预防措施，对今后桥梁墩柱模板施工及其他类似工程具有较强的指导意义。